Submitted by Tatiana Silva (tsilva@icict.fiocruz.br) on 2012-12-26T17:36:08Z No. of bitstreams: 1 gustavo_b_s_rivas_ioc_bcm_0009_2010.pdf: 11697677 bytes, checksum: 8a7bcdbcf8c6a40fb417768c6ec46e62 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-12-26T17:36:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 gustavo_b_s_rivas_ioc_bcm_0009_2010.pdf: 11697677 bytes, checksum: 8a7bcdbcf8c6a40fb417768c6ec46e62 (MD5) Previous issue date: 2010 / Fundação Oswaldo Cruz.Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / A grande maioria dos seres vivos complexos apresenta um relógio endógeno, conhecido como relógio circadiano, responsável por dirigir as oscilações rítmicas de fisiologia e comportamento dentro de um período de aproximadamente 24 horas. Em insetos, as bases genéticas deste marcapasso têm sido elucidadas em Drosophila melanogaster. Diversos loci já foram identificados e o mecanismo molecular regulando o relógio circadiano consiste de alças regulatórias interligadas que controlam a expressão rítmica de muitos genes. Muitas espécies de mosquitos são vetores de doenças. Elas exibem uma variedade de padrões de atividade e hematofagia, de diurnos a crepusculares e noturnos e estes ritmos são importantes para a dinâmica da transmissãode doenças. Entretanto, apesar da sua importância epidemiológica, pouco se sabe quanto à genética molecular do relógio circadiano que controla seus ritmos de atividade. Nosso grupo tem estudado as bases moleculares do relógio circadiano em duas espécies de mosquitos, Aedes aegyptie Culex quinquefasciatus. Ambos são importantes vetores de doenças tropicais, mas com diferentes padrões de atividade. Ae. aegyptié o vetor diurno da Dengue e da Febre amarela, enquanto Cx. quinquefasciatusé o vetor noturno da Filariose e da Febre do Oeste doNilo. Análises preliminares indicaram uma conservação dos padrões de expressão entre as duas espécies em alguns dos mais importantes genes do relógio em claro-escuro e escuro constante. Entretanto, nós achamos diferenças na expressão do gene cryptochrome2(cry2), um ortólogo dos genes codificando criptocromos de mamíferos e que foi encontrado em muitos insetos, mas que não está presente em Drosophila. Nós sugerimos que cry2pode estar envolvido no controle dos padrões de atividade de Ae. aegyptie Cx. quinquefasciatus, e propusemos um modelo para explicar as diferenças na expressão de cry2. Nós também estudamos a expressão circadiana dos principais genes de relógio, além dos ritmos de atividade locomotora destas duas espécies em ciclos de temperatura. Observamos que ambas são arrastadas pela temperatura e mostram diferenças em seus comportamentos de atividade. Em ciclos de temperatura, a atividade locomotora de Ae. aegyptié mais restrita a termofase, enquanto Cx. quinquefasciatusapresenta sua atividade mais restrita a criofase. Além disso, após o arrastamento em ciclos de claro-escuro, Ae. aegypti mostrou um padrão transiente de atividade por alguns dias em escuro constante com ciclos de temperatura, enquanto Cx. quinquefasciatuspermaneceu estável nesta condição. Também foram observadas, em ciclos de temperatura, algumas diferenças espécies-específicas nos padrões de expressão de cyclee cry2. Finalmente, nós observamos diferenças na fase da expressão circadiana de Ae. aegyptiem ciclos de temperatura e escuro constante entre mosquitos criados com uma combinação de ciclos de claro-escuro e de temperaturacom mosquitos criados em ciclos de claro-escuro com temperatura constante. Isto sugere um importante papel do desenvolvimento na determinação dos padrões de expressão circadiana de insetos adultos submetidos a oscilações de temperatura. / The great majority of complex living organisms present an endogenous timekeeper, known as the circadian clock, responsible for driving rhythmic oscillations in their physiology and behaviour within a period of approximately 24 hours. In insects, the genetic bases of this pacemaker have been elucidated in Drosophila melanogaster. A number of loci have already been identified and themolecular mechanism regulating the circadian clock consists of interlocked feedback loops that control the rhythmic expression of many genes. Many species of mosquitoes are disease vectors. They show a range of activity and blood-feeding patterns, from diurnal to crepuscular and nocturnal, and these rhythms are essential for the dynamics of disease transmission. However, despite their epidemiologic importance, little is known about the molecular genetics of the circadian clock controlling their activity rhythms. Our group has been studying the molecular bases of the circadian clock in two mosquito species, Aedes aegyptiand Culex quinquefasciatus. Both are important vectors of tropical diseases but with different activitypatterns. Ae. aegyptiis a diurnal vector of Dengue and Yellow fever, while Cx. quinquefasciatusis a nocturnal vector of Filariasis and West-Nile fever. Previous analysis has indicated conserved expression patterns between the two species in some of themost important clock genes in light-dark and constant dark. However, we founddifferences in the expression in the mammalian-like cryptochrome2(cry2), a gene found in many insects but missing in Drosophila. We suggest that cry2might be involved in the control of the activity patterns in Ae. aegyptiand Cx. quinquefasciatus, and we proposed a model to explain the differences in cry2expression. We also studied the circadian expression of the main clock genes and locomotor activity rhythms of these two species under temperaturecycles. We observed that both are entrained by temperature and showed some differences in their activity behaviour. Under temperature cycles, the locomotor activity of Ae. aegyptiis more restricted to the termophase while Cx. quinquefasciatushas your activity more restricted to the cryophase. Moreover, after entrainment in light-dark cycles, Ae. aegyptishown a transient activity pattern for a few days in constant dark with temperature cycles, while Cx. quinquefasciatusremains stable in this condition. We also observed under temperature cycles some species-specific differences in cycle and cry2expression patterns. Finally, we observed differences in the phase of Ae. aegypticircadian expression in temperature cycles and constant dark between mosquitoes raised under combined light-dark and temperature cycles to those raised in light-dark cycles with constant temperature. This suggests an important role of development in determining the patterns of circadian expression of adult insects under temperature oscillations.